빈트케셀 효과

빈트케셀 효과 (독일어: Windkesseleffekt, 영어: Windkessel effect, 윈드케슬 효과, 윈드케셀 효과)는 박출량과 대동맥 및 큰 탄성 동맥(elastic artery. 윈드케셀 혈관)의 순응도, 작은 동맥과 세동맥의 저항 사이의 상호 작용 측면에서 동맥 혈압 파형의 모양을 설명하기 위해 의학에서 사용되는 용어이다. Windkessel은 독일어에서 영어로 느슨하게 번역되면 '공기 방'을 의미하지만^[1]^[2] 일반적으로 탄성 저장소를 의미하는 것으로 간주된다.^[3] 큰 탄력 동맥(예: 대동맥, 총경동맥, 쇄골하 동맥, 폐동맥 및 이들의 큰 가지)의 벽에는 엘라스틴으로 형성된 탄력 섬유가 포함되어 있다. 이 동맥은 수축기(systole) 동안 혈압이 상승할 때 팽창하고 이완기(diastole) 동안 혈압이 떨어지면 수축한다. 이러한 탄력 동맥으로 들어가는 혈액의 속도가 말초 저항(peripheral resistance)을 통해 나가는 속도를 초과하기 때문에 수축기 동안 대동맥과 큰 동맥에 혈액이 순 저장되고 확장기 동안 배출된다. 따라서 대동맥과 큰 탄력성 동맥의 순응성(또는 팽창성(distensibility))은 축전기와 유사하다(수력학적 비유(hydraulic analogy)를 사용). 다르게 말하면, 이 동맥들은 집합적으로 수압 축적기(hydraulic accumulator) 역할을 한다.

Windkessel 효과는 심장 주기에 걸쳐 혈압(맥박압(pulse pressure))의 변동을 완화(damping)하는 데 도움이 되며 심장 박출이 중단될 때 확장기 동안 장기 관류(perfusion)를 유지하는 데 도움이 된다. Windkessel의 아이디어는 죠반니 보렐리에 의해 암시되었지만 Stephen Hales는 개념을 더 명확하게 설명하고 18세기 소방차에 사용된 공기 챔버를 이용한 비유를 그렸다.^[4] 독일의 영향력 있는 생리학자인 오토 프랑크는 이 개념을 개발하고 확고한 수학적 기초를 제공했다.^[2] Frank의 모델은 보다 최근의 정교한 Windkessel 모델(예: 3요소 또는 4요소 및 비선형 Windkessel 모델)과 구별하기 위해 2요소 Windkessel이라고도 한다.^[5]^[6]

모델 유형[편집]

Windkessel의 모델링[편집]

2요소[편집]

3요소[편집]

4요소[편집]

응용[편집]

생리학과 질병[편집]

제한[편집]

같이 보기[편집]

순응도 (생리학)
혈관 저항(vascular resistance)
감쇠 (진동계)(damping, 제동, 충격완화)
맥박압(pulse pressure, 맥압)

각주[편집]

↑ Sagawa K, Lie RK, Schaefer J (March 1990). “Translation of Otto Frank's paper "Die Grundform des Arteriellen Pulses" Zeitschrift für Biologie 37: 483-526 (1899)”. 《Journal of Molecular and Cellular Cardiology》 22 (3): 253–4. doi:10.1016/0022-2828(90)91459-K. PMID 2192068.
↑ ^가 ^나 Frank O (March 1990). “The basic shape of the arterial pulse. First treatise: mathematical analysis. 1899”. 《Journal of Molecular and Cellular Cardiology》 22 (3): 255–77. doi:10.1016/0022-2828(90)91460-O. PMID 21438422.
↑ Ganong MD, William F (2005). 《Review of Medical Physiology》 Twenty-Seco판. The McGraw-Hill Companies, Inc. 587쪽. ISBN 9780071440400.
↑ Hales, Stephen (1733). 《Statical Essays: Haemastaticks》.
↑ Westerhof N, Lankhaar JW, Westerhof BE (February 2009). “The arterial Windkessel”. 《Medical & Biological Engineering & Computing》 47 (2): 131–41. doi:10.1007/s11517-008-0359-2. PMID 18543011.
↑ Cappello A, Gnudi G, Lamberti C (March 1995). “Identification of the three-element windkessel model incorporating a pressure-dependent compliance”. 《Annals of Biomedical Engineering》 23 (2): 164–77. doi:10.1007/bf02368323. PMID 7605053.

[1] Sagawa K, Lie RK, Schaefer J (March 1990). “Translation of Otto Frank's paper "Die Grundform des Arteriellen Pulses" Zeitschrift für Biologie 37: 483-526 (1899)”. 《Journal of Molecular and Cellular Cardiology》 22 (3): 253–4. doi:10.1016/0022-2828(90)91459-K. PMID 2192068.

[Frank_1899-2] 가 ^나 Frank O (March 1990). “The basic shape of the arterial pulse. First treatise: mathematical analysis. 1899”. 《Journal of Molecular and Cellular Cardiology》 22 (3): 255–77. doi:10.1016/0022-2828(90)91460-O. PMID 21438422.

[3] Ganong MD, William F (2005). 《Review of Medical Physiology》 Twenty-Seco판. The McGraw-Hill Companies, Inc. 587쪽. ISBN 9780071440400.

[4] Hales, Stephen (1733). 《Statical Essays: Haemastaticks》.

[pmid18543011-5] Westerhof N, Lankhaar JW, Westerhof BE (February 2009). “The arterial Windkessel”. 《Medical & Biological Engineering & Computing》 47 (2): 131–41. doi:10.1007/s11517-008-0359-2. PMID 18543011.

[6] Cappello A, Gnudi G, Lamberti C (March 1995). “Identification of the three-element windkessel model incorporating a pressure-dependent compliance”. 《Annals of Biomedical Engineering》 23 (2): 164–77. doi:10.1007/bf02368323. PMID 7605053.

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